[发明专利]校准器、半导体装置及差分输入电路的校准方法

说明书

本申请涉及校准器、半导体装置及差分输入电路的校准方法。根据实施方式，一种半导体装置包括：差分输入电路，其适于接收分别输入至第一输入晶体管和第二输入晶体管的第一输入信号和第二输入信号，并输出输出信号；比较电路，其适于在校准模式下，通过将输出信号与第一比较电压进行比较来生成第一判断信号，并且通过将输出信号与第二比较电压进行比较来生成第二判断信号；偏移控制电路，其适于根据第一判断信号和第二判断信号调整粗略码和精细码；以及偏移调整电路，其适于根据粗略码以第一强度调整第一输入晶体管和第二输入晶体管各自的驱动能力，并且根据精细码以小于第一强度的第二强度调整第一输入晶体管和第二输入晶体管各自的驱动能力。

技术领域

本公开涉及半导体设计技术，并且尤其涉及用于接收差分信号的差分输入电路的偏移校准。

背景技术

几乎所有类型的集成电路芯片中都使用差分输入电路，以接收和放大来自外部的差分信号。

图1是例示了传统差分输入电路10的电路图。

参照图1，差分输入电路10接收从外部差分地提供的输入信号IN和互补输入信号INB，并且比较和放大它们之间的电压差以输出输出信号OUT。当输入信号IN的电压电平高于互补输入信号INB的电压电平时，差分输入电路10输出处于逻辑高电平的输出信号OUT。当互补输入信号INB的电压电平高于输入信号IN的电压电平时，差分输入电路10输出处于逻辑低电平的输出信号OUT。差分输入电路10可以响应于使能信号EN而被激活。

在理想情况下，即使输入信号IN略高于互补输入信号INB，差分输入电路10也可以将输出信号OUT输出为逻辑高电平。此外，即使互补输入信号INB的电压电平略高于输入信号IN的电压电平，差分输入电路10也可以将输出信号OUT输出为逻辑低电平。然而，不存在理想的差分输入电路，并且由于负载电阻器的不匹配，输入晶体管对的宽度与长度之比(W/L)的不匹配、以及输入晶体管对的阈值电压的不匹配等，在实际差分输入电路10中存在一定的偏移值。因此，当输入信号IN和互补输入信号INB之间的电压差不等于或大于一定偏移值时，实际差分输入电路10不执行正常操作。例如，当输入信号IN的电压电平高于互补输入信号INB的电压电平但电压差小于偏移值时，差分输入电路10可能执行异常操作。例如，差分输入电路10可以输出处于逻辑低电平的输出信号OUT，即，与正常操作相反的操作。

因此，已经提出了各种方案来提前检测差分输入电路的偏移并相应地校准差分输入电路。

发明内容

本公开的各种实施方式涉及能够通过粗略校准和精细校准对差分输入电路执行准确的偏移校准操作的半导体装置及其差分输入电路的校准方法。

根据本公开的实施方式，一种半导体装置包括：差分输入电路，其适于接收分别输入至第一输入晶体管和第二输入晶体管的第一输入信号和第二输入信号，并输出输出信号；比较电路，其适于在校准模式下，通过将输出信号与第一比较电压进行比较来生成第一判断信号，并且通过将输出信号与第二比较电压进行比较来生成第二判断信号；偏移控制电路，其适于根据第一判断信号和第二判断信号调整粗略码和精细码；以及偏移调整电路，其适于根据粗略码以第一强度来调整第一输入晶体管和第二输入晶体管中的每一个的驱动能力，并且根据精细码以小于第一强度的第二强度来调整第一输入晶体管和第二输入晶体管中的每一个的驱动能力。

根据本公开的实施方式，一种差分输入电路的校准方法，该差分输入电路用于通过接收分别输入到第一输入晶体管和第二输入晶体管的第一输入信号和第二输入信号来输出输出信号，该校准方法包括：进入校准模式；通过将输出信号与第一比较电压进行比较来生成第一判断信号，并且通过将输出信号与第二比较电压进行比较来生成第二判断信号；执行迭代，每个迭代包括：执行根据第一判断信号和第二判断信号调整精细码以及根据经调整的精细码以第二强度调整第一输入晶体管和第二输入晶体管中的每一个的驱动能力的迭代；以及当经调整的精细码中的任意精细码达到最大计数值时，根据第一判断信号和第二判断信号调整粗略码，并根据经调整的粗略码以大于第二强度的第一强度调整第一输入晶体管和第二输入晶体管中的每一个的驱动能力。